В США предложили производить топливо на Марсе с помощью квантовых точек

Ученые из Университета Цинциннати изобрели новый катализатор для производства метана и других углеводородов из углекислого газа. Статья об этом опубликована в журнале Nature Communications.

Углекислый газ (CO₂) можно восстанавливать до углеводородов, например, метана (CH₄) с помощью электричества. Для запуска этой реакции необходим подходящий катализатор. Чаще всего их делают на основе меди, но их эффективность не очень высока.

Группа ученых под руководством Тяньюй Чжана изготовила и опробовала новый катализатор на основе графеновых квантовых точек. Квантовые точки – это наноразмерные частицы проводника или полупроводника, которые настолько малы, что носители заряда (электроны или дырки) оказываются «запертыми» в ограниченном пространстве. В результате из-за квантово-механических эффектов частица материала начинает проявлять другие свойства, нежели большой кусок того же вещества.

Фарадеевская эффективность (параметр, от которого прямо зависит КПД) электрохимического восстановления углекислого газа водородом до метана при помощи графеновых квантовых точек достигла 70 процентов. «Наш процесс в 100 раз более продуктивен, чем аналогичный десятилетней давности. Так что вы можете себе представить, с какой скоростью прогресс будет идти дальше», – рассказывают авторы работы.

Атмосфера Марса в основном состоит из углекислого газа, и потому ученые считают, что их изобретения поможет производить там топливо для обратной дороги на Землю. «Это похоже на заправочную станцию на Марсе. Вы можете легко прокачать углекислый газ через этот реактор и произвести метан для ракеты» – говорит соавтор работы Цзинцзе Ву.

Кроме того, метод позволит производить улавливать углекислый газ из атмосферы для снижения антропогенного вклада в глобальное изменение климата.